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甲基丙烯酰明胶水凝胶作为细胞三维培养支架在骨组织工程中的应用

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中国组织工程研究 2024年第22期28卷 3576-3582页

作者：王赛楠王晓菲张莉滨州医学院山东省滨州市256600 滨州医学院附属医院口腔科山东省滨州市256600

背景:骨缺损的治疗一直是临床医生亟待解决的临床难题,用甲基丙烯酰明胶进行细胞体外3D培养,可以为大面积骨缺损的治疗提供新的方向。目的:文章综述了甲基丙烯酰明胶作为3D细胞培养支架在骨组织工程中的研究进展,以期为临床骨缺损修复... 详细信息

背景:骨缺损的治疗一直是临床医生亟待解决的临床难题,用甲基丙烯酰明胶进行细胞体外3D培养,可以为大面积骨缺损的治疗提供新的方向。目的:文章综述了甲基丙烯酰明胶作为3D细胞培养支架在骨组织工程中的研究进展,以期为临床骨缺损修复提供进一步的参考。方法:应用计算机检索中国知网及PubMed数据库1986年1月至2023年8月收录的文献,中英文检索词分别为“骨缺损,骨组织工程,生物支架材料,水凝胶,光交联水凝胶,甲基丙烯酰明胶,三维培养,细胞培养”和“Bone defect,Bone tissue engineering,Biomaterial scaffold,Hydrogel,Methylacrylyl photocrosslinked hydrogel,Three-dimensional culture;Cell culture”,最终纳入68篇文献进行综述分析。结果与结论:①同二维培养相比,3D培养可以在无菌条件下,构建立体三维空间,更好地模拟体内环境,为细胞提供合适的温度、酸碱度及足够的营养,使细胞能够在体外正常生长增殖并保持其正常结构与功能,具有独特优势。②在骨组织工程生物支架材料的选择中,水凝胶因其良好的生物相容性、可降解性及具有立体三维网络结构等优点,已被广泛应用于骨再生的研究。③甲基丙烯酰明胶的物理及生物性能受到浓度、光照时间及光引发剂种类以及反应体系等因素的影响,而这些性能均能对细胞的黏附、生长及增殖,甚至细胞形态及功能产生一定的影响。④甲基丙烯酰明胶因具有良好的生物相容性、物理可调节性、可注射性及光敏性能,已被广泛应用于3D细胞封装、3D生物打印及基于数字光处理的立体光刻技术等细胞3D培养体系中。⑤应用各类复合甲基丙烯酰明胶进行细胞的3D培养,可以更好地促进血管形成及骨再生,为临床骨缺损的治疗提供更多可能。⑥目前甲基丙烯酰明胶的来源、合成的方法以及安全性尚没有健全的标准,需要进一步加强研究,对甲基丙烯酰明胶在3D细胞培养领域的应用进行更深入的完善。

关键词：骨缺损骨组织工程生物支架材料水凝胶光交联水凝胶甲基丙烯酰明胶二维培养三维培养细胞培养

紫草素及其衍生物在口腔软硬组织再生中的潜力

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中国组织工程研究 2024年第17期28卷 2747-2752页

作者：卞志鸿张云涛李泽铭侯玉东滨州医学院山东省滨州市256600 滨州医学院附属医院山东省滨州市256600 滨州医学院口腔医学院山东省烟台市264010

背景:研究表明,紫草素具有促进骨缺损修复、治疗骨质疏松的作用。目的:总结紫草素及其衍生物在口腔软硬组织再生中的应用潜力方法:检索PubMed、Web of Science、万方、中国知网、维普数据库2002-2023年收录的相关文献,中文检索词为“紫... 详细信息

背景:研究表明,紫草素具有促进骨缺损修复、治疗骨质疏松的作用。目的:总结紫草素及其衍生物在口腔软硬组织再生中的应用潜力方法:检索PubMed、Web of Science、万方、中国知网、维普数据库2002-2023年收录的相关文献,中文检索词为“紫草素,口腔,牙周炎,抗菌,成骨分化,破骨细胞,骨质疏松,毒理学”,英文检索词为“shikonin,oral cavity,periodontitis,antibacterial,bone formation,Osteoclast,osteoporosis,toxicology”。结果与结论:紫草素及其衍生物具有抗炎、抑制牙龈卟啉单胞菌等牙周致病菌、促进牙周创面愈合以及牙槽骨组织再生的生物活性。紫草制剂可以治疗口腔阿弗他溃疡、口腔念珠菌病等口腔黏膜疾病。这些证据表明紫草素及其衍生物在治疗牙周病、防治口腔疾病和促进牙周软硬组织再生方面表现出良好的前景。如何将紫草素与组织工程相结合,从而实现更快的口腔软硬组织愈合还有待研究。

关键词：紫草素口腔疾病牙周炎抗菌成骨破骨

有限元模拟单通道分体内镜下双侧腰椎管减压对腰椎生物力学的影响

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中国组织工程研究 2024年第12期28卷 1849-1854页

作者：张景贺窦永峰许世东邢建强刘栋田霖戴国华滨州医学院附属医院山东省滨州市256600

背景:单通道分体内镜技术单侧入路双侧减压手术作为后侧入路脊柱内镜下治疗椎管狭窄症的前沿技术,远期疗效有待进一步观察,对术中切除范围的研究少有报道,且目前鲜有生物力学以及有限元分析的相关研究报道。目的:通过建立三维有限元模... 详细信息

背景:单通道分体内镜技术单侧入路双侧减压手术作为后侧入路脊柱内镜下治疗椎管狭窄症的前沿技术,远期疗效有待进一步观察,对术中切除范围的研究少有报道,且目前鲜有生物力学以及有限元分析的相关研究报道。目的:通过建立三维有限元模型评估单通道分体内镜下双侧腰椎管减压对腰椎活动度和椎间盘内压力的影响,为临床手术提供建议,为进一步临床研究提供理论基础。方法:通过9名健康志愿者CT图像重建完整的L3-L5椎体模型,作为术前模型M1,对L4-L5进行模拟手术切除,分别切除双侧关节突关节1/4,1/3,1/2,获得模型M2、M3、M4。在前屈、后伸、左右弯曲、左右旋转6个不同方向比较4个模型的关节活动度和纤维环应力(Von Mises)最大值。结果与结论:①此研究建立的L3-L5有限元模型具有较好的仿真性和可靠性,在6个活动状态下关节活动度处于以往实体研究的区间范围内;②与M1模型比较,M2、M3、M4模型L4-L5腰椎活动度在前倾、左右弯曲、左右旋转载荷下随着切除范围增大而增大,差异有显著性意义(P0.05),但M1与M3、M4比较差异有显著性意义(P0.05);④M1与M2的L4-L5腰椎Von Mises最大值比较,差异有显著性意义(P<0.05),M1与M3、M4比较,差异有显著性意义(P<0.01),L4-L5腰椎VonMises最大值随着双侧关节突关节切除范围增大而增大,切除1/3以上尤为明显;⑤L3-L4腰椎Von Mises最大值在前倾、左右弯曲、左右旋转载荷下,随着切除范围增大而增大,差异有显著性意义(P<0.05);⑥结果表明:L4-L5节段腰椎活动度及椎间盘内压力随着切除范围的增大而增大;L3-L4节段椎间盘内压力随着切除范围的增大而增大,但腰椎活动度未见明显影响。由此可见,随着关节突关节切除范围增加,可能影响手术节段稳定性,相邻节段虽近期稳定性影响不大,但可能加速椎间盘退变。

关键词：脊柱内镜腰椎后路减压生物力学有限元分析腰椎管狭窄症

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细胞因子治疗骨关节炎的研究现状及应用前景

中国组织工程研究 2024年第6期28卷 961-967页

作者：张克凡石辉滨州医学院附属医院山东省滨州市256600

背景:在骨关节炎的软骨退变过程中,以软骨细胞为靶点的细胞因子和信号通路起到了重要作用。目的:综述近年来与骨关节炎相关的细胞因子和信号通路的作用机制及治疗方式等最新研究进展,以期为将来探索新的治疗靶点和治疗方式作参考依据。... 详细信息

背景:在骨关节炎的软骨退变过程中,以软骨细胞为靶点的细胞因子和信号通路起到了重要作用。目的:综述近年来与骨关节炎相关的细胞因子和信号通路的作用机制及治疗方式等最新研究进展,以期为将来探索新的治疗靶点和治疗方式作参考依据。方法:在中国知网、万方数据、维普、PubMed、Web of Science和MEDLINE数据库进行文献检索,并以“骨关节炎,细胞因子,信号通路,软骨细胞,炎症,治疗”作为中文检索词,以“osteoarthritis,cytokine,signal pathway,chondrocyte,inflammation,therapy”作为英文检索词,对最终纳入的60篇文献进行了归纳总结。结果与结论:(1)在目前的研究中认为骨关节炎具体机制尚不明确,大量研究表明骨关节炎与细胞因子和信号通路关系密切,是一个复杂的作用过程,以细胞因子和信号通路作为治疗突破口的相关研究也是当前的热点。(2)白细胞介素1等促炎因子的受体拮抗剂对于骨关节炎治疗效果不佳,已有更多的学者开始进行基因治疗方式的研究。(3)目前关于转化生长因子β等细胞因子和Wnt信号通路的重组因子、基因治疗和间充质干细胞等治疗方式均获得了积极的研究成果,但其安全性和有效性等问题还需进一步的基础和临床研究验证。(4)目前相关的骨关节炎治疗方式如富血小板血浆疗法已广泛应用于临床,而重组因子疗法、基因治疗和间充质干细胞治疗均处于研究阶段,其中间充质干细胞治疗和基因治疗有望在软骨修复和再生领域做出突破,是值得期待的治疗方式,但其有效性和安全性尚需进一步研究,未来需探寻其作用机制和适用范围以制定标准。

关键词：骨关节炎细胞因子信号通路基因治疗间充质干细胞富血小板血浆炎症软骨修复治疗综述

膝关节后交叉韧带损伤解剖形态危险因素的影像学分析

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中国组织工程研究 2024年第18期28卷 2887-2894页

作者：王德宁张克凡石辉杜长岭王鑫滨州医学院附属医院山东省滨州市256603 滨州医学院山东省烟台市264003

背景:研究表明后交叉韧带损伤与膝关节解剖形态有关。目的:探究后交叉韧带损伤解剖形态的危险因素。方法:回顾性分析2015年1月至2022年8月因膝关节疾患来滨州医学院附属医院就诊的142例患者的影像学资料,分为后交叉韧带损伤组(n=71,男49... 详细信息

背景:研究表明后交叉韧带损伤与膝关节解剖形态有关。目的:探究后交叉韧带损伤解剖形态的危险因素。方法:回顾性分析2015年1月至2022年8月因膝关节疾患来滨州医学院附属医院就诊的142例患者的影像学资料,分为后交叉韧带损伤组(n=71,男49例,女22例)与后交叉韧带完好组(n=71,男49例,女22例)。在MRI图像上测量髁间窝宽度、髁间窝高度、股骨双髁宽度、髁间窝宽度指数、髁间窝夹角、Blumensaat线倾角、内侧和外侧胫骨髁间隆起高度、胫骨髁间隆起宽度、胫股一致性指数、胫骨平台前后径、内侧胫骨平台深度、髌腱-胫骨解剖轴角,在X射线片上测量胫骨平台后倾角。将上述指标纳入Logistic回归分析进行研究。结果与结论:①男性单因素Logistic回归分析发现胫骨髁间隆起宽度、胫股一致性指数、内侧胫骨平台深度、胫骨平台后倾角与后交叉韧带损伤相关(P<0.05);多因素二元Logistic回归分析发现胫股一致性指数、内侧胫骨平台深度与后交叉韧带损伤相关(P<0.05);②女性单因素Logistic回归分析发现内侧、外侧胫骨髁间隆起高度、胫骨髁间隆起宽度、胫骨平台后倾角与后交叉韧带损伤相关(P<0.05);多因素二元Logistic回归分析发现胫骨平台后倾角与后交叉韧带损伤相关(P<0.05);③受试者工作特征曲线显示,胫股一致性指数、内侧胫骨平台深度、胫骨平台后倾角对后交叉韧带损伤有一定的预测价值;④结果表明,后交叉韧带损伤的解剖形态学危险因素存在性别差异,胫骨髁间隆起宽度、胫骨平台后倾角是共同的危险因素;在男性人群中,异常的胫骨髁间隆起宽度、胫股一致性指数、内侧胫骨平台深度、胫骨平台后倾角易诱发后交叉韧带损伤,而在女性人群中,异常的内侧和外侧胫骨髁间隆起高度、胫骨髁间隆起宽度、胫骨平台后倾角易诱发后交叉韧带损伤;临床医生可以运用上述危险因素识别膝关节异常形态,评估出后交叉韧带损伤危险人群予以预防性建议并指导治疗。

关键词：后交叉韧带解剖形态危险因素股骨髁胫骨平台解剖学影像学

富血小板血浆干预细胞自噬和凋亡治疗骨关节炎

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中国组织工程研究 2025年第13期29卷 2802-2811页

作者：王耀敏张克凡王德宁任强李健石辉滨州医学院附属医院山东省滨州市256600 滨州医学院山东省滨州市264003

背景:富血小板血浆通过调节自噬和凋亡细胞因子、信号转导通路等方面在干预骨关节炎发展过程中发挥了重要作用。目的:总结近年来富血小板血浆在骨关节炎中发挥作用的细胞因子与信号通路,以及与软骨细胞自噬和凋亡的相关性,为未来治疗骨... 详细信息

背景:富血小板血浆通过调节自噬和凋亡细胞因子、信号转导通路等方面在干预骨关节炎发展过程中发挥了重要作用。目的:总结近年来富血小板血浆在骨关节炎中发挥作用的细胞因子与信号通路,以及与软骨细胞自噬和凋亡的相关性,为未来治疗骨关节炎提供有效的靶点。方法:在中国知网、万方数据库、维普、PubMed、Web of Science和Medline数据库进行文献检索,以“富血小板血浆,软骨细胞,细胞凋亡,细胞自噬,骨关节炎,细胞因子,信号通路”作为中文检索词,以“platelet-rich plasma,chondrocyte,apoptosis,autophagy,osteoarthritis,cytokines,signaling pathway”作为英文检索词,对最终纳入的66篇文献进行了系统性的总结和归纳。结果与结论:现有研究显示富血小板血浆能够通过多种途径促进软骨修复,助力骨组织愈合,其主要分为3个方面:①富血小板血浆参与调控了微自噬小体的延伸、闭合与成熟,并在特定条件下促进软骨细胞巨自噬和分子伴侣介导的细胞自噬,促进LC3Ⅱ/Ⅰ、Beclin1等自噬相关因子的表达,抑制P62/SQSTM1的表达,目前尚未有明确的研究直接探讨富血小板血浆对热休克蛋白的具体作用,未来在这一领域值得进一步研究;②富血小板血浆释放的各类生长因子抑制促凋亡因子Caspase、白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α的表达,促进抗凋亡因子Bcl-2的表达,阻止软骨细胞凋亡和变性;③富血小板血浆通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路、NF-κB信号转导通路、死亡受体通路、线粒体应激通路等途径,抑制Bax和Caspase的表达,阻止细胞色素c的释放,从而抑制软骨细胞死亡和坏死性凋亡。综合而言,富血小板血浆促进软骨修复、支持软骨再生及发挥抗炎作用,其在软骨细胞中实现生物效应通常依赖于细胞自噬和凋亡相关细胞因子及信号通路的调控。

关键词：富血小板血浆软骨细胞细胞凋亡细胞自噬骨关节炎细胞因子信号通路

经皮克氏针横行固定与微型钢板置入治疗第五掌骨干骨折的比较

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中国组织工程研究 2024年第30期28卷 4842-4847页

作者：张政张岱捷李朋滨州医学院附属医院手显微外科山东省滨州市256600 滨州医学院附属医院创伤骨科山东省滨州市256600

背景:第五掌骨干骨折在临床上常见,手术治疗多采用切开复位钢板固定,但术后大多数患者要求取出内固定物,需二次住院治疗。经皮克氏针横行固定具有创伤小、切口小、不需再次住院手术取出等优点,但对第五掌骨干骨折的应用效果不明确。目的... 详细信息

背景:第五掌骨干骨折在临床上常见,手术治疗多采用切开复位钢板固定,但术后大多数患者要求取出内固定物,需二次住院治疗。经皮克氏针横行固定具有创伤小、切口小、不需再次住院手术取出等优点,但对第五掌骨干骨折的应用效果不明确。目的:对比分析经皮克氏针横行固定与微型钢板置入治疗第五掌骨干骨折的临床疗效。方法:回顾性分析滨州医学院附属医院在2018年5月至2020年5月收治的第五掌骨干骨折并行手术治疗患者60例,根据治疗方式分为2组,钢板组30例采用切开复位微型钢板内固定置入治疗,克氏针组30例采用闭合复位经皮克氏针横行固定(其中5例小切口切开辅助)治疗。比较两组患者的住院时间、手术时间、切口愈合等级、手术切口长度、术中出血量、术中透视次数及术后并发症的发生情况,记录两组患者骨折愈合时间、握力、第五掌指关节活动度等,采用中华医学会手外科学会手指关节总活动度法评估患者的手指功能。结果与结论:①两组患者均获得随访,随访时间13-18个月;两组患者住院时间、手术时间、切口愈合等级相比差异无显著性意义(P>0.05);②克氏针组术中出血量、手术切口长度均小于钢板组(P0.05);③末次随访时,依据手指关节总活动度法评估疗效,克氏针组优良率为87%,钢板组优良率为90%,两组比较差异无显著性意义;两组末次随访的第五掌指关节活动度、握力比较差异无显著性意义(P>0.05);④克氏针组术后有1例发生钉道感染,周围略有红肿,给予碘伏加强换药后感染得到控制;1例出现针尾刺激皮肤症状,拔除克氏针后症状消失;钢板组有12例因个人原因于术后12个月以后住院行钢板取出术,克氏针组全都在门诊取出;钢板组出现3例第五掌骨远端背侧及小指指背侧皮肤感觉麻木,术后口服甲钴胺,症状逐渐消失;两组均未出现骨不愈合及内固定取出再骨折等情况;⑤结果表明,这两种术式治疗第五掌骨干骨折均获得良好疗效,手指功能恢复佳,但经皮克氏针横行固定具有创伤小、切口小、费用低、内固定取出方便等优点。

关键词：微型钢板克氏针横行固定第五掌骨干骨折掌骨骨折内固定

氨甲环酸不同使用方法在胫骨高位截骨过程中的安全及有效性

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中国组织工程研究 2024年第9期28卷 1409-1413页

作者：杜长岭石辉张寿涛孟涛刘栋李健曹恒徐闯滨州医学院附属医院骨关节外科山东省滨州市256603 滨州医学院附属医院脊柱外科山东省滨州市256603

背景:胫骨高位截骨围术期会产生大量失血现象,应用氨甲环酸可有效降低围术期失血量,但关于氨甲环酸的应用方式尚未达成共识。目的:探讨在胫骨高位截骨过程中应用不同方法给予氨甲环酸对围术期止血效果及安全性的影响。方法:选择2019年1... 详细信息

背景:胫骨高位截骨围术期会产生大量失血现象,应用氨甲环酸可有效降低围术期失血量,但关于氨甲环酸的应用方式尚未达成共识。目的:探讨在胫骨高位截骨过程中应用不同方法给予氨甲环酸对围术期止血效果及安全性的影响。方法:选择2019年1月至2021年12月就诊于滨州医学院附属医院行初次单侧胫骨高位截骨术患者共160例,其中男69例,女91例,采用随机数字表法分为4组,其中40例患者松止血带之前10 min予以静滴氨甲环酸2 g(静脉组),40例予以静滴氨甲环酸1 g,关闭切口后引流管内灌注氨甲环酸1 g(联合组),40例予以关闭切口后引流管内灌注氨甲环酸2 g(灌注组),另40例予以静滴等量生理盐水(空白组)。比较4组患者围术期的一般资料,记录4组患者术后第1,3,5天血红蛋白及红细胞压积、术中出血量、引流量、输血情况、切口并发症及静脉血栓形成情况,计算总失血量、隐性出血量。结果与结论:①4组患者术前一般资料比较差异均无显著性意义;②术中出血量组间比较差异无显著性意义;③术后第1,3,5天血红蛋白及红细胞压积最大下降值均为联合组<静脉组<灌注组<空白组;引流量、总失血量、隐性出血量均为联合组<静脉组<灌注组<空白组;④空白组术后输血率均高于其他3组,差异有显著性意义;联合组、静脉组与灌注组术后输血率组间比较差异无显著性意义;⑤4组患者术后静脉血栓形成情况、术后切口并发症比较差异无显著性意义;⑥提示:在胫骨高位截骨术中应用氨甲环酸对减少围术期出血和降低术后输血率有显著作用,不增加下肢静脉血栓和切口并发症发生率,静脉输液联合引流管灌注效果更佳。

关键词：膝关节骨性关节炎胫骨高位截骨术氨甲环酸灌注失血量并发症

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柴油机活塞燃烧室疲劳开裂失效机理研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 93-105页

作者：熊培友田小青张俊青宋树峰赵旭东乔信起上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 滨州渤海活塞有限公司山东滨州256600 滨州职业学院国际学院山东滨州256600

以2种不同结构的柴油机活塞为研究对象,在相同的试验条件下进行发动机疲劳耐久可靠性台架试验,直至2种活塞分别开裂失效。试验结束后,采用金相显微镜和扫描电子显微镜对活塞的微观组织和裂纹形貌进行表征,并结合有限元模拟对活塞燃烧室... 详细信息

以2种不同结构的柴油机活塞为研究对象,在相同的试验条件下进行发动机疲劳耐久可靠性台架试验,直至2种活塞分别开裂失效。试验结束后,采用金相显微镜和扫描电子显微镜对活塞的微观组织和裂纹形貌进行表征,并结合有限元模拟对活塞燃烧室的开裂失效机理进行研究。研究结果表明:活塞在机械或热机耦合载荷作用下,燃烧室底部会出现较高的拉应力,而机械载荷的周向应力最大值出现在销孔方向的燃烧室底部;活塞运行时间越长,活塞材料越容易发生“过时效”,从而导致活塞的强度和硬度明显下降,引发开裂失效风险;通过将活塞内冷油腔位置向上移动,并根据燃烧室形状将内腔顶部进行等壁厚随形设计,可以降低燃烧室部位的机械及热机耦合应力,有效提高活塞服役寿命。

关键词：柴油机活塞燃烧室疲劳失效

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